Axit Phosphoric và phân lân

Axit Phosphoric và phân lân

LỚP CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC K35

NHÓM THỰC HIỆN : VI

Trần Tấn Thông

Nguyễn Xuân Sinh

Nguyễn Xuân Nam

Đặng Văn Hổ

AXIT PHOTPHORIC

I/ CẤU TẠO PHÂN TỬ

H – O

H – O P = O

H – O Trong hợp chất H3PO4 , photpho có hóa trị 5,

số oxi hóa +5

II/ TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Axit photphoric là : Chất tinh thể trong suốt, trong kiến trúc tinh thể :có những nhóm tứ diện PO4,T0

nc = 42,50C, Tan nhiều trong nước

Nấc 2 : H 2 PO 4- →H + + HPO 4 2- (k2=6,2.10-8)

• Thủy phân tao ra H+ và

monohiđrophotphat nếu thủy phân trong xút thì làm chất chỉ thị

phenoiphatalein đổi màu (vì có

Na2HPO4loãng có pH≈9)

Nấc 3 : HPO 4 2- → H + + PO43- (k3=4,4.10-13)

• Thủy phân tao ra H+và anion

PO43- ,nếu thủy phân trong xút

thì phải dùng chất chỉ thị khác vì

dd Na3PO4 có pH≈12

- Tác dụng với dung dịch kiềm

NaOH + H3PO4 NaH2PO 4 + H2O

1 Khi tyû leä mol

n

NaOH

n

H3PO4 1 2NaOH + H3PO4 Na2HPO 4 + 2H2O 3NaOH + H3PO4 Na3PO 4 + 3H2O

Khi tyû leä mol

IV/Ứng dụng

-axit kĩ thuật dùng sản xuất phân bón vô

cơ ,nhuộm vải ,sản xuất men xứ

- H3PO4 tinh khiết dùng trong công nghiệp

dược phẩm

Axit photphoric không có tính oxi hóa(dưới Nhiệt độ :350-400 0c),ở 0t cao hơn :thể hiện tính oxh yếu :tác dụng với kim loai và thạch Thạch anh và thủy tinh

2/ Tính oxi hóa :

Có 2 phương pháp điều chế acid

Photphoric:

- Phương pháp trích ly

- Phương pháp nhiệt luyện

1.Phương pháp nhiệt luyện:

Ðiều chế H3PO4 bằng cách Oxi hóa Photpho trong

Sơ đồ lưu trình công nghệ sản xuất acid

Photphoric nhiệt luyện.

1 Thùng nấu chảy photpho

- Photpho rắn đưa vào thùng (1) để

nấu chảy bằng hơi nước photpho đưa lên thùng cung ứng (2) rồi đưa qua

thùng hoãn xung (3) để vào vòi phun (4) của buồng đốt (5) làm bằng gạch chịu acid,photpho cháy trong không khí tạo thành P2O5 và HPO3 qua ống dẩn khí (6) vào tháp hydrat hóa

(7).Nước hoặc acid loãng được phun trong ống (8) vào thap

2 Phương pháp trích ly:

Photphat thiên nhiên (thường là Apatit) bằng

CaCO3 + H2SO4 + H=O = CaSO4.2H2O + CO2

• CaCO3.MgCO3 + H2SO4 = CaSO4.2H2O + MgSO4 + CO2

• HF tạo thành sẽ tác dụng với SiO2 :

3 Cô đặc acid Photphoric:

• Acid Photphoric Ðiều chế bằng phương pháp trích

ly có nồng độ khoảng 18 (23% nên thường được

• Nguyên lý cô đặc kiểu suc bọt là cho khí cho khí

lò sục qua lớp acid, thiết bị

cô đặc kiểu sục bọt gồm có :1 buồng bằng

thép , bên trong có gạch chịu acid Phương

pháp cô đặc kiểu sục bọt có ưu điểm là nhanh , nhưng có nhược điểm là tạo nhiều mùn acid

• Quá trình cô đặc chân không được thực

hiện trong thiết bị bay hơi chân không

kiểu ống chùm ngang Hơi đi trong ống , còn acid đi trong không gian ngoài

ống ,thiết

bị được hút chân không bằng hệ thống phun tia - ngưng tụ Thiết bị cô đặc kiểu hút chânkhông có nhược điểm là cấu tạo phứt tạp tốn nhiều chì và kim loại chịu

acid, điều kiện làm việc phức tạp, thiết bị

dễ đọng kết tủa

SẢN XUẤT PHÂN LÂN:

• 1 Sản xuất Supephotphat đơn theo phương

pháp axit

• - Bột (hạt) màu xám

• - Thành phần: Chính Ca(H2PO4)2, CaSO4 khan

• Phụ H3PO4, H2SiO3,Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3

• - Nguyên liệu: quặng apatit Ca5F(PO4)3, H2SO4

• - Suphephotphat đơn sản xuất hoá chất Lâm

Thao chứa 18-20 % P2O5 hiệu quả

• - Dễ tan trong môi trường PH = 7

• Các yếu tố ảnh hưởng:

H2SO4, giai đoạn 1 xảy ra trong hệ dị thể

và tốc độ lớn hơn nhiều giai đoạn 2  giai đoạn 2 tốc độ phản ứng.

• Giai đoạn 1 kết thúc sau 20-40 phút khi

trộn apatit với H2SO4.

• + Nồng độ H2SO4 phù hợp là 62-63%

Nếu C bé  lượng H2O kéo theo lớn 

không thu được sản phẩm rắn (CaSO ) mà

Nếu C cao hơn thì pha lỏng nhanh chóng bão hoà CaSO4, CaSO4 tạo thành bám lên bề mặt hạt quặng  phản ứng bị kìm hãm và sản phẩm thu được không tơi xốp và kết dính ở C < 63%  pha lỏng bị quá bão hoà thấp  CaSO4 kết tinh lớn tạo thành lớp vỏ xốp lên bề mặt quặng ngăn H2SO4 tiếp xúc với quặng Tăng C giảm độ ẩm sản phẩm  hàm lượng P2O5 tăng C cao quá không có lợi Vậy

thiết bị gián đoạn C = 62.63%, thiết bị liên tục C = 66%

• + Nhiệt độ sản xuất phụ thuộc theo mùa và 0 C H2SO4

• VD: C = 62 – 63% nhiệt độ = 62 –

750 0 C

• C = 64 – 68% nhiệt độ = 50 – 600 0 C

• Nhiệt độ mùa hè < mùa đông 50 0 C

• + Diện tích tiếp xúc: quặng nghiền nhỏ tăng V

• Giai đoạn 2 bắt đầu xảy ra khi tiêu hao hết

H2SO4 Ca(H2SO4)2 tạo thành lúc đầu trong

dd và kết tinh sau khi dd quá bão hoà  V giảm vậy để phân huỷ hoàn toàn quặng ủ sản phẩm trong khi 16-25 ngày tuỳ vào

loại nguyên liệu.

tăng và nhiệt độ kho ủ  V tăng (nhiệt độ

Giai đoạn 3: Trung hoà H3PO4 tự do Trộn sản phẩm với chất trung hoà để phân huỷ: NH3(K)CaCO3,

bột xương (Ca(PO4)2 + CO2 + H2O).

+ Quá trình sản xuất

H2SO4 68%, apatits chuyển vào (3) tại đây xảy ra phản ứng giai

đoạn (1)  CaSO4 + H3PO4

Các chất phản ứng khuấy trộn liên tục và thời gian dừng lại là

2 – 4 phút.

Nếu thời gian dài HH đóng rắn  sản xuất ngừng trệ, HH chất lỏng từ (3) chuyển xuống (4) nơi tạo thành sản phẩm Thùng

hoá thành luôn quay với V chậm

• Tại (4)  Ca(H2PO4)2 do Ca5(PO4)2 + H3PO4 (giai đoạn 2) với V chậm phản ứng dùng ở đây nhiều giờ Sản phẩm được cắt gọn qua bộ phận làm tơi

và rơi vào kho ủ sản phẩm ủ 21 ngày để quặng +

H3PO4 xảy ra hoàn toàn và trùng hoà bởi H3PO4 dư

= NH3 hoặc bột xương Ca3(PO4)2

• Trộn quặng(apatit or photphoric)

• với H2SO4:Ca3(PO4)2+3H2SO4=2H3PO4+3CaSO4

• 4H3PO4+Ca3(PO4)2=3Ca(H2PO4)2

3 Phân lân thuỷ tinh (nung chảy):(12-14% P 2 O 5 )

- Thành phần chủ yếu: P, Ca, Mg lân CaSiO3, Mg3(PO4)2,

ở P cao  bán sản phẩm.Bán sản phẩm để khô đem sấy và nghiên nhỏ ta thu được sản phẩm có hàm lượng 19,5 – 22%, P2O5 9 – 14%MgO, 30% CaO, 23%SiO2, 7,5% Al2O3…

• 4Ca5(PO4)3 + 3SiO2  6Ca3(PO4)2 + 2CaSiO3 + SiF4.

• Khi đó toàn bộ sản phẩm chảy lỏng sau đó dùng tia nước lạnh có P cao làm lạnh đột ngột 

Ca3(PO4)2 có cấu tạo đặc biệt tan trong đất chua

4.Phân Lân Hữu Cơ Vi Sinh

• Dùng nhiều loại men vi sinh để chuyển

hóa hổn hợp than bùn và photphoric thành dạng đạm và lân

• Ngày nay người ta có xu hướng sản xuất nhiều loại phân phức hợp như :amotpho

(NH4H2PO4 và (NH4)2HPO4chứa 10-12% N

và 47-52%

P2O5,điamophot(NH4)2HPO4chứa 18-21%N

và 50-54% P2O5,nitrophotka (hổn hợp của amophot và KNO3 chứa 12-16% N ,12-

16% P2O5 và 12-16% K2O.

Xin hết